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Das Schmelzen von Stahl umfasst viele Produktionsprozesse wie Eisenherstellung, Stahlherstellung und Walzen. Beim Schmelzprozess werden Verbrennungsgase, Inertgase als Brennstoff oder Schutzgase eingesetzt, außerdem entstehen große Mengen an Prozessgasen. Die Erkennung und Analyse des Gehalts dieser Gase ist wichtig, um die Produktion zu optimieren, Sicherheitskontrollen, Energierückgewinnung, Umweltschutz und Energieeinsparung zu genehmigen.

Im Allgemeinen werden zur Herstellung von 1 Tonne Rohstahl etwa 2,1 × 107 kJ Energie benötigt, wodurch etwa 4,2 × 106 kJ Hochofengas und 1,0 × 104 kJ Konvertergas erzeugt werden können. Dieses Gas als Nebenprodukt macht etwa 30–40 % des gesamten Energieumsatzes der Stahlfabrik aus. Daher kann das Erreichen des Recyclings und der Wiederverwendung von Nebenproduktgas die Kosten der Stahl- und Metallindustrie erheblich senken. Der Wert der Gasrückgewinnung hängt von der Konzentration von Energiegasen wie CO im Gas ab, und das Online-Überwachungssystem für CO und O2 ist der Schlüssel zur Messung der Gaskonzentration.

Sorgen Sie für die Sicherheit der Produktion

Die CO-Konzentration im Hochofen- und Koksofengas ist relativ hoch und die Mischexplosionsgrenze in Luft liegt bei 12,5 % bis 74 %. Solange die Konzentration die Explosionsgrenze erreicht, kann es bei Kontakt mit offenem Feuer sehr leicht zu einer Explosion kommen. Die Schädlichkeit und das Explosionspotenzial von Kohlenmonoxid hängen von seiner Konzentration ab. Daher muss ein Gasmesssystem zur Echtzeitüberwachung von CO und O2 in Kohlengas eingesetzt werden.

Derzeit gibt es in China mehr als 20 gemeinsame Stahlfabriken mit einer jährlichen Stahlproduktion von 4 bis 20 Millionen Tonnen, von denen eine beträchtliche Anzahl von Fabriken Hochofengasemissionen von 100.000 bis 300.000 m3/h aufweisen. Aufgrund dieser Emissionen kann gefolgert werden, dass eine metallurgische Fabrik die Luftqualität im Umkreis von mehreren Kilometern ernsthaft beeinträchtigen und Luftverschmutzung verursachen kann. Starke Luftverschmutzung gefährdet nicht nur die körperliche Gesundheit der umliegenden Bewohner, sondern verschlechtert auch die ökologische Umwelt. Kurz gesagt, die Qualität der Umgebung einer metallurgischen Fabrik hängt eng mit der Konzentration des emittierten CO zusammen.

Typische metallurgische Prozessabläufe und Prozessgasüberwachungspunkte:

1. Hochofen-Obergasdetektionssystem 

Hochofengas ist ein Nebenprodukt, das während des Eisenherstellungsprozesses entsteht. Zu den Hauptbestandteilen gehören CO20–30 %, CO2 15–30 %, N2 50–60 %, H2 1–3 %, CH4, O2 usw. Sein Heizwert liegt bei ca 3500 kJ/m3. Die Hauptfunktion der Gasdetektion besteht darin, die Emissionsrate von Hochofengas zu reduzieren, Hochofengas vollständig zu nutzen und ist eine der wichtigen Maßnahmen zur Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Verbesserung der Energieverbrauchsindikatoren.

2. Online-Gasanalysesystem für die Kohleinjektion im Hochofen

Es können Einzelpunkterkennungs- und Mehrpunkt-Inspektionsverfahren (automatisch, manuell) eingesetzt werden.

• Der Einlass von Abgasen aus der Kugelmühle in das Pulverherstellungssystem Ÿ
• Abgasauslass des Beutelfilters Ÿ
• Kohlepulversiloeinlass usw

Bei der Mehrpunkt-Inspektion kann eine Reihe von Systemen zur gleichzeitigen Erkennung von Punkten wie Beutelfiltern, Mühlen und Kohlepulversilos verwendet werden.

Die Funktion des Online-Gasanalysesystems für die Kohleinjektion im Hochofen besteht darin, die Explosion und Verbrennung von Kohlepulver unter drei Bedingungen zu verhindern: Gaskonzentration, Oxidationsmittel (O2-Konzentration) und Zündquelle. Durch die Kontrolle der O2-Konzentration kann das Explosions- und Verbrennungsrisiko erheblich verringert werden.

3. Online-Gasüberwachungssystem zur Konvertergasrückgewinnung

Die Funktion der Konvertergasrückgewinnung: Die Effizienz der Konvertergasrückgewinnung ist einer der wichtigen Parameter zur Messung der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung in modernen Stahlfabriken. Die wichtigsten Gase und Bereiche, die für die Konvertergasrückgewinnung analysiert werden, sind CO und O2.

• Analyse der Auswirkung der CO-Konzentration: Um die tatsächliche Effizienz der Konvertergasrückgewinnung zu verbessern, ist es im Allgemeinen so eingestellt, dass die Rückgewinnung beginnt, wenn der Gehalt mehr als 30 % beträgt.
• Analyse der Rolle der O2-Konzentration: Gewährleistung der Sicherheit der Konvertergasrückgewinnung mit nationalen Standards, die innerhalb von 2 % liegen

4. Online-Gasüberwachungssystem für Koksofengas

5. EAF Rauchgasüberwachungssystem für Lichtbogenöfen

Beim Schmelzprozess eines Elektroofens entsteht eine große Menge staubiger Hochtemperaturrauchgase, die etwa 11 % des gesamten Energieeintrags in den Elektroofen tragen, teilweise sogar bis zu 20 %. Derzeit sind die Rauchabgasbehandlungsanlagen in Elektroöfen noch überwiegend wassergekühlt, und das Abwärmerückgewinnungssystem für Elektroofenrauch befindet sich noch im Anfangsstadium. Sowohl offene als auch geschlossene Elektroöfen für die Stahlherstellung und Ferrolegierungen verwenden Verdampfungskühlung. Mit der weit verbreiteten Anwendung von Abwärmenutzungstechnologien wie Hochtemperatur-Strahlungskonverter-Verdampfungskühlung und Heizofen-Verdampfungskühlung in den letzten Jahren auf dem heimischen Markt werden die erheblichen wirtschaftlichen und sozialen Vorteile, die sich aus der Abwärmerückgewinnungsvorrichtung für elektrische Ofenrauchgase ergeben, deutlich für inländische Unternehmen von großer Bedeutung sein, um Energie zu sparen, den Verbrauch zu senken und den wirtschaftlichen Nutzen zu verbessern.

Die Überwachung des Gases im Schornstein spielt eine wichtige Rolle im EAF-Stahlherstellungsprozess (Elektrolichtbogenofen). Im Folgenden sind einige Hauptfunktionen aufgeführt: 

• Sicherheitsüberwachung: Im Ofen können giftige Gase wie Kohlenmonoxid (CO) und Schwefeldioxid (SO2) entstehen. Durch die regelmäßige Überwachung der Konzentration dieser Gase ist es möglich, die Sicherheit der Arbeitsumgebung zu gewährleisten und die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen, um zu verhindern, dass Bediener schädlichen Gasen ausgesetzt werden.
• Umweltüberwachung: Das Rauchgas kann einige umweltschädliche Stoffe wie Stickoxide (NOx) und Staub enthalten. Durch die Überwachung der Emissionen dieser Gase ist es möglich, die Einhaltung von Umweltvorschriften sicherzustellen und negative Auswirkungen auf die Umgebung zu reduzieren.
• Kontrolle des Produktionsprozesses: Die Rauchgasüberwachung kann auch zur Steuerung von Prozessparametern innerhalb des Ofens eingesetzt werden. Durch die Überwachung der Zusammensetzung und Konzentration der Gase können die Betriebsbedingungen im Ofen angepasst werden, um den Produktionsprozess zu optimieren und die Effizienz und Qualität der Stahlherstellung im Ofen zu verbessern.
• Optimierung der Energienutzung: Die Überwachung einiger Bestandteile im Rauchgas, wie z. B. Kohlenmonoxid, kann zur Optimierung der Energienutzung beitragen. Dies trägt dazu bei, den Verbrennungsprozess zu verbessern, Energieverschwendung zu reduzieren und die Energieeffizienz des Ofens zu verbessern.
• Fehlerdiagnose: Die Rauchgasüberwachung kann auch zur Diagnose möglicher Probleme im Ofeninneren genutzt werden. Eine abnormale Gaszusammensetzung oder -konzentration kann auf Fehler oder abnormale Prozessbedingungen im Ofen hinweisen. Daher sollten rechtzeitig Maßnahmen zur Wartung und Einstellung ergriffen werden.

Die wichtigsten Gase, die bei der Gasüberwachung im EAF-Abzug (Elektrolichtbogenofen) normalerweise von Bedeutung sind:

• Kohlenmonoxid (CO): Es ist ein Verbrennungsprodukt, aber überschüssiges CO ist giftig. Durch die Überwachung der CO-Konzentration kann ein ausreichender und sicherer Verbrennungsprozess im Ofen gewährleistet werden.
• Schwefeldioxid (SO2): Es ist das Oxidationsprodukt des Schwefels in den im Ofen verbrannten Rohstoffen. Hohe SO2-Konzentrationen können eine Gefahr für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen.
• Stickoxide (NOx): Eine Gruppe von Gasen, die während des Verbrennungsprozesses entstehen, darunter Stickoxide. Hohe NOx-Konzentrationen können auch schädlich für die Umwelt sein.
• Partikelmaterie: einschließlich Rauch und anderen Schwebeteilchen. Die Überwachung von Partikeln hilft dabei, die Verbrennungseffizienz im Ofen und ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu verstehen.
• Sauerstoff (O2): Die Überwachung der Sauerstoffkonzentration hilft, den Verbrennungsprozess zu steuern, eine ausreichende Sauerstoffversorgung zur Unterstützung der Verbrennung sicherzustellen und die Entstehung schädlicher Gase durch unvollständige Verbrennung zu vermeiden.
• Wasserdampf (H2O): Der Wasserdampfgehalt im Rauchgas kann die Temperatur und Effizienz der Verbrennung beeinflussen. Die Überwachung des Wasserdampfes hilft, die Prozessbedingungen im Ofen zu optimieren.

Insgesamt kann durch die Überwachung des Gases im EAF-Kamin eine Echtzeitsteuerung und -optimierung des Produktionsprozesses erreicht werden, wodurch Produktionssicherheit und Umweltschutz gewährleistet und die Produktionseffizienz verbessert werden.

SIGAS SGS Metallurgisches Prozessgasanalysesystem

• Ermöglichen Sie die gleichzeitige Erkennung mehrerer Komponenten mit der integrierten Echtzeit-Kalibrierungsfunktion für Komponenteninterferenzen, um durch verschiedene Gasgemische verursachte Querinterferenzen zu beseitigen.
• Der Infrarot-Gasanalysator verwendet hochpräzise Industrie-Infrarotmodule, um eine hochpräzise und stabile Gaskonzentrationserkennung zu gewährleisten.
• Der Infrarot-Gasanalysator ist mit einer automatischen Kalibrierungsfunktion ausgestattet, die den Wartungsaufwand erheblich reduziert und Datendrift verhindert; Ÿ
• Konfigurieren Sie die Nullpunkt- und Gesamtpunktkalibrierung sowie die Drittpunktkalibrierung, wobei der Drittpunktkalibrierungswert auf 35 % begrenzt ist. Zwischen 75 %, um eine gute Linearität sicherzustellen; Ÿ
• Die Direktextraktions-Probenahmemethode unter Verwendung der Trockenmethode mit elektrischer Heizung und Temperaturregelung verfügt im Vergleich zu anderen Methoden über weniger Hilfsverbindungen, eine hohe Zuverlässigkeit und eine Abschirmung gegen raue Umgebungen vor Ort, wie z. B. großen Staub. Zeigt den Gehalt an Rauchbestandteilen wirklich an, ohne zusätzliche Fehler und mit hoher Messgenauigkeit;
• Die Vorbehandlung vervollständigt die Reinigung, Entstaubung und Entfeuchtung des Messgases mit einer Filtergenauigkeit von bis zu 0,1 μ， Das hochreine Probengas mit konstanter Temperatur und stabilem Durchfluss, das den Anforderungen des Analysegeräts entspricht, wird kontinuierlich in das Analysegerät eingespeist und gewährleistet so die Genauigkeit und langfristige Zuverlässigkeit des Analysegeräts. Ÿ
• Der Sondenfilter verwendet einen hocheffizienten Spezialfilter, der nach einem speziellen Verfahren hergestellt wird und sich durch hohe Festigkeit, gute Anpassungsfähigkeit und hohe Filtrationseffizienz auszeichnet. Der Einsatz hocheffizienter Filter, angemessener Filterprozesse und das automatische Blasen von Probenahmeleitungen gewährleisten eine kontinuierliche Probenahme und einen langfristig zuverlässigen Betrieb des Systems unter Bedingungen mit hohem Staubgehalt. Ÿ
• Der gesamte Trockenprozess des Systems umfasst die Verwendung von korrosionsbeständigem Edelstahl 316L, Polytetrafluorethylen oder einer speziellen Korrosionsschutzbehandlung für den Probenehmer, das Probenahmerohr, verschiedene Rohrverbindungen (in Kontakt mit dem Probengas) und die Extraktionspumpe verbessert die Korrosionsschutzleistung des Systems und sichert seine Lebensdauer; Ÿ
• Das System nutzt eine SPS-Steuerung und intelligente Analyseinstrumente mit hoher Automatisierung, geringem Wartungsaufwand und schneller und bequemer Datenverarbeitung. Ÿ
• Die Analyseinstrumente im System verfügen über Selbstdiagnosefunktionen und Fehleralarmfunktionen für Hauptkomponenten des Instruments.
• Vorteile von In-situ-Lasersystemen: (einseitige Flanschmontage)

- Hält einer Staubkonzentration von 30 g/m3 stand;

- Durch die vollautomatische EPC-Blastechnologie kann das beste Blasdurchsatzverhältnis erzielt werden, um optimalen Schutz zu erreichen.

- Nullpunkt- und Selbstkalibrierungsfunktion;

- Ausgestattet mit einer Nullpunkt-Referenzkammer (reduziert Lichtquellen- oder Schaltkreisrauschen und verbessert die Zuverlässigkeit und Stabilität der Untergrenzenmessung);

- Selbstkalibrierungstechnologie (kalibrierungsfrei), die eine „kalibrierungsfreie“ Messung ermöglicht, die Häufigkeit der Bereichskalibrierung erheblich reduziert und den Standardgasverbrauch senkt;

- Temperaturbeständigkeit der Sonde: -20...+400 ℃;